【技术实现步骤摘要】
一种电池正极片、软包装锂氟化碳一次电池及其制备方法
本专利技术涉及锂电池
,特别是涉及一种电池正极片、软包装锂氟化碳一次电池及其制备方法。
技术介绍
锂/氟化碳(Li/CFx)电池,是首先成为商品的一种固体正极锂一次电池,由于其理论质量比能量为2180Wh/kg,是正极系列中最高的,具有良好的高温性能和安全性能,放电平台高且平稳、自放电率低,一直受到极大的关注。而软包装锂氟化碳电池由于采用轻质外壳,相比金属壳电池,其比能量具有明显优势,且尺寸灵活多变、安全性能优异,是最有应有前景,也是当前研究关注最多的一种电池。锂氟化碳电池在放电过程中,作为正极活性物质的氟化碳与锂离子发生锂合反应而产生氟化锂和碳,且产物氟化锂和碳覆盖在氟化碳表面,使氟化碳颗粒逐渐变大,以上反应特征,会导致氟化碳正极片随着电池放电过程的进行而大幅度增厚,通常厚度变化率达到100%~200%。由于电池的电极在反应过程中不可避免的存在不均匀性,在放电过程中,正极片不同位置的厚度变化也是不均一的,这就形成了沟壑和死区,导致部分氟化碳未能充分参与反应,电池容量发挥率低。在实际上,放电过程中负极中锂不断消耗,其厚度是不断降低的,但是正极片的膨胀及形成的沟壑、褶皱等,将导致正负极片与隔膜的接触变差,间距增大,最终导致电池厚度发生明显膨胀,这又导致了电池容量的发挥率降低。对于软包装结构电池,由于外壳强度较低,电极反应界面接触比金属外壳电池稍差,且对极片的膨胀无法有效束缚,在放电过程中的正极片厚度不均一性以及电池容量发挥率,都比 ...
【技术保护点】
1.一种电池正极片,其特征在于,包括正极集流体,所述正极集流体的外表面涂覆有正极活性物质涂层;/n所述正极活性物质涂层包括正极活性物质、导电剂和粘结剂;/n正极活性物质、导电剂和粘结剂三者之间的质量比为:(80~95):(10~2):(10~3);/n其中,正极活性物质采用氟化碳,或者采用以氟化碳为主要活性物质的混合物;/n氟化碳的孔隙率范围为5~50%;/n氟化碳孔隙的尺寸包括大孔、中孔和微孔中的一种或多种;/n其中,大孔的孔径>50nm,中孔的孔径孔径为2nm~50nm,微孔的孔径<2nm;/n氟化碳孔隙的孔道结构包括通孔、半通孔和三维贯穿孔中的一种或多种;/n氟化碳的比表面积范围为300m
【技术特征摘要】
1.一种电池正极片,其特征在于,包括正极集流体,所述正极集流体的外表面涂覆有正极活性物质涂层;
所述正极活性物质涂层包括正极活性物质、导电剂和粘结剂;
正极活性物质、导电剂和粘结剂三者之间的质量比为:(80~95):(10~2):(10~3);
其中,正极活性物质采用氟化碳,或者采用以氟化碳为主要活性物质的混合物;
氟化碳的孔隙率范围为5~50%;
氟化碳孔隙的尺寸包括大孔、中孔和微孔中的一种或多种;
其中,大孔的孔径>50nm,中孔的孔径孔径为2nm~50nm,微孔的孔径<2nm;
氟化碳孔隙的孔道结构包括通孔、半通孔和三维贯穿孔中的一种或多种;
氟化碳的比表面积范围为300m2/g~3000m2/g。
2.如权利要求1所述的电池正极片,其特征在于,氟化碳的孔隙率为5~30%;
正极集流体为铝箔。
3.如权利要求1所述的电池正极片,其特征在于,氟化碳的种类包括氟化硬碳、氟化软碳、氟化无定形碳、氟化人造石墨、氟化天然石墨、氟化石墨烯、氟化碳纤维、氟化碳纳米管、氟化碳微球、氟化活性炭和氟化碳炭黑中的至少一种;
所述导电剂包括石墨、炭黑、活性炭、碳微球、碳纳米管、碳纳米纤维、石墨烯、银Ag和氧化钛TiO2中的一种或多种;
所述粘结剂包括丁苯胶乳、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸酯、改性聚丙烯酸酯、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、改性聚偏氟乙烯和聚四氟乙烯中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的电池正极片,其特征在于,氟化碳中的F/C原子比为0.3~1.5。
5.如权利要求1所述的电池正极片,其特征在于,对于正极活性物质,在所述以氟化碳为主要活性物质的混合物中,除氟化碳之外,还具有的活性物质可以包括二氧化锰MnO2、氧化镍NiO、氧化铜CuO、五氧化二钒V2O5、氧化硅SiO2和Ag2V4O11等可与锂反应的物质中的一种或多种;
在所述以氟化碳为主要活性物质的混合物中,氟化碳的质量比重为大于等于20%,并且小于100%。
6.一种软包装锂氟化碳一次电池,其特征在于,包括软包装外壳;
软包装外壳内放置有电池极组;
软包装外壳内注入有非水电解液
电池极组包括如权利要求1至5中任一项所述的正极片,以及负极片和隔膜;
正极片,采用放电膨胀率为20%~50%的正极片;
所述正极片放电过程中的厚度膨胀值与负极片放电过程中的厚度缩小值相等;
其中,隔隔位于正极片和负极片之间的位置;
电池极组为由正极片、负极片和隔膜通过卷绕、叠片或者卷绕式叠片形式所制备获得的极组。
7.如权利要求6所述的软包装锂氟化碳一次电池,其...
【专利技术属性】
技术研发人员:阳晓霞,白宝生,冯辉,段征,
申请(专利权)人:天津力神电池股份有限公司,
类型:发明
国别省市:天津;12
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